柴油机全可变电液驱动配气机构优化设计与驱动控制研究

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本文针对柴油机性能优化以及控制排放等问题,优化设计了一种电液驱动全可变配气执行器。该配气执行器的系统参数设计是基于东风朝阳生产的CY4102BG柴油机实现的,该配气执行机构保留了原4102柴油机的气门及气门弹簧,在不改变原有柴油机气缸盖的结构基础上,取消原4102柴油机凸轮轴、推杆、气门摇臂等部件,选择直接将该执行器坐在气阀上实现全可变配气的目的。该机构可以实现气门正时和气门升程的连续可变,实现配气参数的柔性调节。基于AMESim仿真环境建立全可变执行器的机、电、液一体化模型,仿真分析了该机构在不同发动机转速、不同工况下、不同结构尺寸下锥形滑阀以及气阀升程曲线,为执行器结构优化设计和系统参数设计提供了参考。基于4102配气布置要求和配气性能需求,完成优化后的结构建模设计及加工工艺设计。基于飞思卡尔单片机MC9S12XEP100完成了驱动控制系统设计。包括:信息采集处理模块、驱动模块、控制模块以及通信模块四部分。结合系统驱动控制要求和运行工况,完成控制系统原件设计。最后,设计试验方案,完成试验台架的搭建与调试,通过已有试验平台对全可变配气系统开展单阀驱动控制试验。仿真试验与单阀台架驱动验证试验表明,优化设计后的全可变配气执行器和控制器正常工作,满足4102BG柴油机全可变配气控制需求。
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